सूक्ष्म अनुसंधान विधियाँ विशेष उपकरणों का उपयोग करके विभिन्न प्रकार की वस्तुओं का अध्ययन करने की विधियाँ हैं। यह हमें पदार्थों और जीवों की संरचना पर विचार करने की अनुमति देता है, जिसका परिमाण मानव आंख के संकल्प से परे है। लेख में, हम सूक्ष्म अनुसंधान विधियों का संक्षेप में विश्लेषण करेंगे।
सामान्य जानकारी
विभिन्न विशेषज्ञों द्वारा उनके अभ्यास में सूक्ष्म परीक्षा की आधुनिक विधियों का उपयोग किया जाता है। इनमें वायरोलॉजिस्ट, साइटोलॉजिस्ट, हेमेटोलॉजिस्ट, मॉर्फोलॉजिस्ट और अन्य शामिल हैं। सूक्ष्म परीक्षा के मुख्य तरीकों को लंबे समय से जाना जाता है। सबसे पहले, यह वस्तुओं को देखने का एक हल्का तरीका है। हाल के वर्षों में, अन्य तकनीकों को सक्रिय रूप से व्यवहार में लाया गया है। इस प्रकार, चरण-विपरीत, ल्यूमिनसेंट, हस्तक्षेप, ध्रुवीकरण, अवरक्त, पराबैंगनी, अनुसंधान के त्रिविम तरीकों ने लोकप्रियता हासिल की है। वे सभी विभिन्न गुणों पर आधारित हैं।स्वेता। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अनुसंधान विधियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ये विधियाँ आपको आवेशित कणों की एक निर्देशित धारा का उपयोग करके वस्तुओं को प्रदर्शित करने की अनुमति देती हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अध्ययन के ऐसे तरीकों का उपयोग न केवल जीव विज्ञान और चिकित्सा में किया जाता है। उद्योग में धातुओं और मिश्र धातुओं के अध्ययन की सूक्ष्म विधि काफी लोकप्रिय है। इस तरह के एक अध्ययन से जोड़ों के व्यवहार का मूल्यांकन करना, विफलता की संभावना को कम करने और ताकत बढ़ाने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास करना संभव हो जाता है।
हल्के तरीके: विशेषताएं
सूक्ष्मजीवों और अन्य वस्तुओं के अध्ययन के लिए ऐसे सूक्ष्म तरीके उपकरण के विभिन्न संकल्पों पर आधारित होते हैं। इस मामले में महत्वपूर्ण कारक बीम की दिशा, वस्तु की विशेषताएं ही हैं। उत्तरार्द्ध, विशेष रूप से, पारदर्शी या अपारदर्शी हो सकता है। वस्तु के गुणों के अनुसार, प्रकाश प्रवाह के भौतिक गुण बदलते हैं - चमक और रंग, तरंग प्रसार के आयाम और तरंग दैर्ध्य, विमान, चरण और दिशा के कारण। विभिन्न सूक्ष्म अनुसंधान विधियां इन विशेषताओं के उपयोग पर आधारित हैं।
विशिष्टता
प्रकाश विधियों द्वारा अध्ययन करने के लिए, वस्तुओं को आमतौर पर चित्रित किया जाता है। यह आपको उनके कुछ गुणों को पहचानने और उनका वर्णन करने की अनुमति देता है। इसके लिए आवश्यक है कि ऊतकों को ठीक किया जाए, क्योंकि धुंधला होने से कुछ संरचनाएं केवल मृत कोशिकाओं में ही प्रकट होंगी। जीवित कोशिकाओं में, डाई को साइटोप्लाज्म में रिक्तिका के रूप में पृथक किया जाता है। यह संरचनाओं को पेंट नहीं करता है। लेकिन प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की सहायता से जीवित वस्तुओं की भी जांच की जा सकती है।इसके लिए अध्ययन की एक महत्वपूर्ण पद्धति का उपयोग किया जाता है। ऐसे मामलों में, एक डार्क-फील्ड कंडेनसर का उपयोग किया जाता है। इसे एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में बनाया गया है।
अप्रकाशित वस्तुओं का अध्ययन
यह चरण-विपरीत माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके किया जाता है। यह विधि वस्तु की विशेषताओं के अनुसार बीम के विवर्तन पर आधारित है। एक्सपोज़र की प्रक्रिया में, चरण और तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन नोट किया जाता है। माइक्रोस्कोप उद्देश्य में एक पारभासी प्लेट होती है। जीवित या स्थिर, लेकिन रंगीन वस्तुएं नहीं, उनकी पारदर्शिता के कारण, उनके माध्यम से गुजरने वाले बीम के रंग और आयाम को लगभग नहीं बदलते हैं, जिससे तरंग चरण में केवल एक बदलाव होता है। लेकिन उसी समय, वस्तु से गुजरने के बाद, प्लेट से प्रकाश प्रवाह विचलित हो जाता है। परिणामस्वरूप, वस्तु से गुजरने वाली और प्रकाश की पृष्ठभूमि में प्रवेश करने वाली किरणों के बीच, तरंग की लंबाई में अंतर दिखाई देता है। एक निश्चित मूल्य पर, एक दृश्य प्रभाव होता है - एक हल्की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक अंधेरे वस्तु स्पष्ट रूप से दिखाई देगी, या इसके विपरीत (चरण प्लेट की विशेषताओं के अनुसार)। इसे प्राप्त करने के लिए, अंतर तरंग दैर्ध्य का कम से कम 1/4 होना चाहिए।
अनोप्ट्रल विधि
यह एक तरह का फेज-कंट्रास्ट तरीका है। एनोप्ट्रल विधि में विशेष प्लेटों के साथ एक लेंस का उपयोग शामिल होता है जो केवल पृष्ठभूमि प्रकाश के रंग और चमक को बदलता है। यह अप्रकाशित जीवित वस्तुओं के अध्ययन की संभावनाओं का काफी विस्तार करता है। अनुसंधान की चरण-विपरीत सूक्ष्म विधि का उपयोग सूक्ष्म जीव विज्ञान, परजीवी विज्ञान में पौधे और पशु कोशिकाओं के अध्ययन में किया जाता है,सबसे सरल जीव। रुधिर विज्ञान में, इस पद्धति का उपयोग रक्त और अस्थि मज्जा तत्वों के विभेदन की गणना और निर्धारण के लिए किया जाता है।
हस्तक्षेप तकनीक
ये सूक्ष्म अनुसंधान विधियां आम तौर पर चरण-विपरीत समस्याओं के समान ही हल करती हैं। हालांकि, बाद के मामले में, विशेषज्ञ केवल वस्तुओं की आकृति का निरीक्षण कर सकते हैं। हस्तक्षेप सूक्ष्म अनुसंधान विधियां आपको तत्वों का मात्रात्मक मूल्यांकन करने के लिए, उनके भागों का अध्ययन करने की अनुमति देती हैं। यह प्रकाश पुंज के द्विभाजन के कारण संभव हुआ है। एक प्रवाह वस्तु के कण से होकर गुजरता है, और दूसरा प्रवाहित होता है। माइक्रोस्कोप के ऐपिस में, वे अभिसरण और हस्तक्षेप करते हैं। परिणामी चरण अंतर विभिन्न सेलुलर संरचनाओं के द्रव्यमान द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। दिए गए अपवर्तक सूचकांकों के साथ इसे क्रमिक रूप से मापकर, गैर-स्थिर ऊतकों और जीवित वस्तुओं की मोटाई, उनमें प्रोटीन सामग्री, शुष्क पदार्थ और पानी की एकाग्रता आदि का निर्धारण करना संभव है। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, विशेषज्ञ हैं परोक्ष रूप से झिल्ली पारगम्यता, एंजाइम गतिविधि, और सेलुलर चयापचय का मूल्यांकन करने में सक्षम।
ध्रुवीकरण
इसे निकोल प्रिज्म या फिल्मी पोलेरॉइड का उपयोग करके किया जाता है। उन्हें दवा और प्रकाश स्रोत के बीच रखा गया है। सूक्ष्म जीव विज्ञान में ध्रुवीकरण सूक्ष्म अनुसंधान पद्धति अमानवीय गुणों वाली वस्तुओं का अध्ययन करना संभव बनाती है। आइसोट्रोपिक संरचनाओं में, प्रकाश प्रसार की गति चुने हुए विमान पर निर्भर नहीं करती है। इस मामले में, अनिसोट्रोपिक सिस्टम में, वेग के अनुसार परिवर्तन होता हैवस्तु के अनुप्रस्थ या अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ प्रकाश की प्रत्यक्षता। यदि संरचना के साथ अपवर्तन का परिमाण अनुप्रस्थ एक से अधिक है, तो दोहरा सकारात्मक अपवर्तन बनाया जाता है। यह कई जैविक वस्तुओं की विशेषता है जिनमें सख्त आणविक अभिविन्यास होता है। वे सभी अनिसोट्रोपिक हैं। इस श्रेणी में, विशेष रूप से, मायोफिब्रिल्स, न्यूरोफिब्रिल्स, सिलिअटेड एपिथेलियम में सिलिया, कोलेजन फाइबर और अन्य शामिल हैं।
ध्रुवीकरण मूल्य
किरण अपवर्तन की प्रकृति और वस्तु के अनिसोट्रॉपी इंडेक्स की तुलना से संरचना के आणविक संगठन का मूल्यांकन करना संभव हो जाता है। ध्रुवीकरण विधि विश्लेषण के हिस्टोलॉजिकल तरीकों में से एक के रूप में कार्य करती है, इसका उपयोग कोशिका विज्ञान आदि में किया जाता है। न केवल रंगीन वस्तुओं का अध्ययन प्रकाश में किया जा सकता है। ध्रुवीकरण की विधि से ऊतक वर्गों की बिना दाग वाली और अनिर्धारित - देशी - तैयारी का अध्ययन करना संभव हो जाता है।
लुमिनसेंट ट्रिक्स
वे स्पेक्ट्रम के नीले-बैंगनी भाग में या यूवी किरणों में चमक देने के लिए कुछ वस्तुओं के गुणों पर आधारित होते हैं। कई पदार्थ, जैसे कि प्रोटीन, कुछ विटामिन, कोएंजाइम, ड्रग्स, प्राथमिक (आंतरिक) ल्यूमिनेसिसेंस से संपन्न होते हैं। जब फ्लोरोक्रोम, विशेष रंग, जोड़े जाते हैं तो अन्य वस्तुएं चमकने लगती हैं। ये योजक चुनिंदा या अलग-अलग सेलुलर संरचनाओं या रासायनिक यौगिकों में फैल गए हैं। इस संपत्ति ने हिस्टोकेमिकल के लिए ल्यूमिनेसिसेंस माइक्रोस्कोपी के उपयोग का आधार बनाया औरसाइटोलॉजिकल अध्ययन।
उपयोग क्षेत्र
इम्यूनो-फ्लोरेसेंस का उपयोग करके, विशेषज्ञ वायरल एंटीजन का पता लगाते हैं और उनकी एकाग्रता का निर्धारण करते हैं, वायरस, एंटीबॉडी और एंटीजन, हार्मोन, विभिन्न चयापचय उत्पादों आदि की पहचान करते हैं। इस संबंध में, दाद, कण्ठमाला, वायरल हेपेटाइटिस, इन्फ्लूएंजा और अन्य संक्रमणों के निदान में, जांच सामग्री के लिए ल्यूमिनसेंट विधियों का उपयोग किया जाता है। माइक्रोस्कोपिक इम्यूनोफ्लोरेसेंस विधि से घातक ट्यूमर की पहचान करना, दिल के दौरे के शुरुआती चरणों में हृदय में इस्केमिक क्षेत्रों का निर्धारण करना आदि संभव हो जाता है।
पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग करना
यह एक निश्चित तरंग दैर्ध्य की यूवी किरणों को अवशोषित करने के लिए जीवित कोशिकाओं, सूक्ष्मजीवों या निश्चित, लेकिन बिना रंग के, दृश्य-प्रकाश-पारदर्शी ऊतकों में शामिल कई पदार्थों की क्षमता पर आधारित है। यह विशिष्ट है, विशेष रूप से, मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के लिए। इनमें प्रोटीन, एरोमैटिक एसिड (मिथाइलएलनिन, ट्रिप्टोफैन, टायरोसिन, आदि), न्यूक्लिक एसिड, पिरामिडल और प्यूरीन बेस आदि शामिल हैं। पराबैंगनी माइक्रोस्कोपी से इन यौगिकों के स्थानीयकरण और मात्रा को स्पष्ट करना संभव हो जाता है। जीवित वस्तुओं का अध्ययन करते समय, विशेषज्ञ उनकी जीवन प्रक्रियाओं में परिवर्तन देख सकते हैं।
अतिरिक्त
इन्फ्रारेड माइक्रोस्कोपी का उपयोग उन वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है जो प्रकाश के लिए अपारदर्शी होती हैं और यूवी किरणों को अवशोषित करके उनका अध्ययन करती हैंप्रवाह संरचनाएं, जिसकी तरंग दैर्ध्य 750-1200 एनएम है। इस पद्धति को लागू करने के लिए, रासायनिक उपचार के लिए तैयारियों को प्रारंभिक रूप से उजागर करने की आवश्यकता नहीं है। एक नियम के रूप में, इन्फ्रारेड विधि का उपयोग नृविज्ञान, प्राणीशास्त्र और अन्य जैविक क्षेत्रों में किया जाता है। चिकित्सा के लिए, इस पद्धति का उपयोग मुख्य रूप से नेत्र विज्ञान और तंत्रिका विज्ञान में किया जाता है। त्रिविम माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके वॉल्यूमेट्रिक वस्तुओं का अध्ययन किया जाता है। उपकरण का डिज़ाइन आपको विभिन्न कोणों पर बाएँ और दाएँ आँखों से अवलोकन करने की अनुमति देता है। अपारदर्शी वस्तुओं की जांच अपेक्षाकृत कम आवर्धन (120 बार से अधिक नहीं) पर की जाती है। स्टीरियोस्कोपिक विधियों का उपयोग माइक्रोसर्जरी, पैथोमॉर्फोलॉजी और फोरेंसिक चिकित्सा में किया जाता है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी
इसका उपयोग मैक्रोमोलेक्यूलर और सबसेलुलर स्तरों पर कोशिकाओं और ऊतकों की संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने अनुसंधान के क्षेत्र में गुणात्मक छलांग लगाना संभव बना दिया है। इस पद्धति का व्यापक रूप से जैव रसायन, ऑन्कोलॉजी, वायरोलॉजी, आकृति विज्ञान, प्रतिरक्षा विज्ञान, आनुवंशिकी और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के माध्यम से निर्वात में गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह द्वारा उपकरण के संकल्प में उल्लेखनीय वृद्धि प्रदान की जाती है। उत्तरार्द्ध, बदले में, विशेष लेंस द्वारा बनाए जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों में किसी वस्तु की संरचनाओं से गुजरने या विभिन्न कोणों पर विचलन के साथ उनसे परावर्तित होने की क्षमता होती है। नतीजतन, उपकरण की ल्यूमिनसेंट स्क्रीन पर एक डिस्प्ले बनाया जाता है। ट्रांसमिशन माइक्रोस्कोपी के साथ, एक समतल छवि प्राप्त की जाती है, स्कैनिंग के साथ, क्रमशः, एक वॉल्यूमेट्रिक।
आवश्यक शर्तें
यह ध्यान देने योग्य है कि इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म परीक्षा से पहले, वस्तु विशेष तैयारी से गुजरती है। विशेष रूप से, ऊतकों और जीवों के भौतिक या रासायनिक निर्धारण का उपयोग किया जाता है। अनुभागीय और बायोप्सी सामग्री, इसके अलावा, निर्जलित है, एपॉक्सी रेजिन में एम्बेडेड है, हीरे या कांच के चाकू से अल्ट्राथिन वर्गों में काटा जाता है। फिर उनकी तुलना की जाती है और उनका अध्ययन किया जाता है। स्कैनिंग माइक्रोस्कोप में वस्तुओं की सतहों की जांच की जाती है। ऐसा करने के लिए, उन्हें एक निर्वात कक्ष में विशेष पदार्थों के साथ छिड़का जाता है।
